BIOS:基本输入输出系统
介绍
当按下计算机的电源按钮时,电路闭合,这会导致对计算机电源进行测试。如果电源有问题,通常根本不会有电源输出,计算机将无法启动。如果电源测试正常,电源将向已启动的CPU供电,它将开始执行指令,因为这就是CPU的设计目的。为此,它需要软件,即BIOS。
什么是BIOS?
当我们启动计算机时,屏幕上会弹出BIOS字样,它是基本输入输出系统(Basic Input Output System)的缩写。它位于计算机主板上的主电路板上,是一个存储在称为固件的芯片上的程序。
当计算机启动或开机时,BIOS是第一个运行的程序,甚至早于操作系统(OS)启动。BIOS准备计算机中启动操作系统所需的一切。它帮助操作系统与硬盘、键盘、鼠标和打印机之间的数据流动。
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BIOS的历史
BIOS这个术语由Gary Kildall提出,首次用于1975年的Control Program/Monitor (CPM)——一款大众市场操作系统,它在启动时加载,直接与硬件交互。这些系统的早期版本包含BIOS作为文件,例如IBMBIO.SYS或DRBIO.SYS或DOS I/O System。后来随着PS/2机器的使用,国际商用机器公司将BIOS分为实模式和保护模式部分,并将其命名为兼容BIOS,即CBIOS。

操作和扩展
BIOS最初会验证计算机内部的所有硬件是否正常工作,以及它是否有权访问运行所需驱动程序,这称为加电自检(POST)。
扩展系统配置数据 (ESCD) 向BIOS共享此信息。ESCD存储在非易失性随机存取存储器 (NVRAM) 中。
在每种型号的计算机中,设置都有一些变化或差异。BIOS帮助计算机查找操作系统(OS)。如果操作系统存在并启动,则BIOS的部分工作就完成了。
BIOS固件位于称为互补金属氧化物半导体 (CMOS) 的芯片内,由于CMOS是非易失性只读存储器,因此固件会一直保留在其中。
电路内部有一个手表式电池,使电路持续工作,否则电路内的设置将被清除。
要在主操作系统启动之前访问BIOS,我们可以通过按一个键或组合键来启动计算机。
BIOS的继任者
有两种启动模式:BIOS传统模式和UEFI。统一可扩展固件接口 (UEFI) 是BIOS的改进版本,因为它克服了BIOS的局限性。我们可以在计算机的主板上看到BIOS或UEFI,但大多数新计算机都使用UEFI。它还提供图形用户界面。
UEFI提供使用鼠标控制界面的选项,它具有安全启动功能,拒绝使用任何数字未签名的驱动程序,并有助于避免任何恶意软件。
UEFI使用UEFI固件并具有EFI服务分区来维护引导卷列表。
它在POST过程中扫描连接到系统的全部可启动存储设备,查找有效的GUID分区表。
固件本身会检查GPT以查找要从中引导的EFI分区,然后从引导分区加载操作系统。
一些具有UEFI的计算机允许用户使用传统BIOS兼容模式。
BIOS的用途
BIOS基本上是一个程序,它提供有关操作系统的信息,例如基于Windows 7的操作系统。
BIOS为计算机的硬件设定所有准则。
硬盘或可移动磁盘上的固件是操作系统无法在没有BIOS的情况下启动的原因。
它还负责加载操作系统,例如MBR、GPT等。
结论
基本输入输出系统或BIOS是一小段代码,位于系统主板上的芯片上。通过进入BIOS设置,我们可以更改启动过程顺序以及更广泛的硬件设置。后来,BIOS的局限性导致了新的固件接口的创建,称为统一接口或UEFI。它与BIOS类似,但具有一些优势。普通BIOS无法识别大型存储驱动器,而普通BIOS仅使用键盘来选择选项。
常见问题
Q1. 什么是启动过程?
答:当计算机启动时,BIOS是启动的第一个软件。它识别计算机的硬件,对其进行组织,评估并将其连接到操作系统以进行下一步指令。这称为启动过程。
Q2. 什么是BIOS传统模式?
答:BIOS传统模式是BIOS固件使用的启动过程。它保留需要准备的已安装存储设备列表,例如硬盘、软盘等。BIOS具有蓝色屏幕和不同的选项。
Q3. 什么是固件?
答:BIOS被称为固件。控制硬件的固件包含安装在其设备中的基本低级软件。